مطالعه عددی رفتار چرخه ای مهاربند همگرای تمام فولادی با مقطع قوطی شکل و طول فیوز کاهش یافته

سیستم قاب مهاربندی همگرا علیرغم سختی الاستیک مناسب، بعلت زوال سختی در بارگذاری چرخه­ای فاقد عملکرد مطلوب است. به منظور اصلاح این نوع قاب، ایده­ی ساخت مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) مطرح شده و به ظهور نسل های مختلفی از این نوع مهاربند منجر گردیده است. محققین به منظور کاهش وزن نسل اول این نوع مهاربندها که در آنها وظیفه ی محصور نمودن هسته ی جاری شونده بر عهده­ی غلاف پرشده با بتن بود، مهاربندهای تمام فولادی را ابداع کرده و سپس ایده­ی کاهش طول هسته و غلاف را مطرح نموده­اند. در این مقاله، با استفاده از نتایج یک پژوهش آزمایشگاهی، مطالعات عددی گسترده­ای انجام شده و دوازده BRB تمام فولادی با مقطع قوطی شکل و با طول فیوزی کاهش یافته مورد بررسی قرار گرفته­اند. در مهاربند پیشنهادی، از دو قوطی داخلی و خارجی برای جلوگیری از کمانش موضعی مهاربند در ناحیه­ی فیوزاستفاده شده است. سطح مقطع مهاربند در ناحیه­ی فیوز، کمتر از نصف سطح مقطع کل مهاربند می باشد. مهاربند پیشنهادی به صورت محوری، و طبق پروتکل چرخه ای،  بارگذاری شده ­است. در بررسی عددی مهاربند پیشنهادی چندین پارامتر طراحی از جمله نسبت طول فیوز به طول کل مهاربند، فاصله­ی بین هسته­ی تسلیم و قوطی­های داخلی و خارجی ، ضخامت غلاف، و اصطکاک بین هسته و سطوح تماس مورد توجه قرار گرفته و پارامترهای شکل پذیری و استهلاک انرژی محاسبه شده­اند. طبق نتایج به دست آمده ­از این پژوهش، نمونه ی مورد بررسی دارای رفتار چرخه ای نسبتا متقارن در ناحیه­ی فشار و کشش بوده و حداقل میزان تغییرمکان جانبی نسبی مورد نظر آیین نامه­ای را تامین کرده­است. علاوه بر آن، نسبت ­تغییرمکان تجمعی غیر­­الاستیک به تغییر مکان تسلیم، از مقدار حداقل آیین نامه­ای تجاوز کرده و در مجموع، الزامات آیین نامه­ای را بعنوان مهاربند کمانش تاب برآورده کرده­است. نتایج پژوهش حاکی از آن است که این نوع مهاربند می­تواند بعنوان مهاربند همگرا در بهسازی ساختمان ها مورد استفاده واقع شود.

کلیدواژه ها:

Buckling Restrained Brace (BRB) ، Cyclic curve ، Fuse ، Sheath ، Ductility coefficient ، مهاربندکمانش تاب (BRB) ، منحنی چرخه ای ، فیوز ، غلاف ، ضریب شکل پذیری.